DE60119188T2 - Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound - Google Patents

Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound Download PDF

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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

1. Bereich der Erfindung1st area the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung durch katalytisches und selektives Hydrieren von Doppelbindungen von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien.The The present invention relates to a process for the preparation of a Epoxycyclododecane compound. In particular, the present invention relates Invention A process for preparing an epoxycyclododecane compound by catalytic and selective hydrogenation of double bonds of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene.

Eine Epoxycyclododecan-Verbindung kann Verwendung finden nicht nur zur Herstellung einer Harzkomponente für Farben und Klebemittel, sondern auch zur Herstellung einer Lactam-Verbindung, einer Lacton-Verbindung oder einer dibasischen Carbonsäure durch ein von dem Epoxycyclododecan nach einem konventionellen Verfahren abgeleitetes Cyclododecanon, und stellt somit ein wichtiges Zwischenprodukt dar für Polyamid 12 und Polyester, die nützliche Materialien zur Herstellung von Kunstharzen und synthetischen Fasern sind.A Epoxycyclododecane compound can find use not only for Preparation of a resin component for paints and adhesives, but also for the preparation of a lactam compound, a lactone compound or a dibasic carboxylic acid by one of the epoxycyclododecane according to a conventional method derived cyclododecanone, thus providing an important intermediate for polyamide 12 and polyester, the useful Materials for the production of synthetic resins and synthetic fibers are.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the technique

Es ist bekannt, eine Epoxycyclododecan-Verbindung durch katalytische Reaktion von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien mit Wasserstoff in Gegenwart eines Platingruppenmetall-haltigen Katalysators herzustellen.It is known to be an epoxycyclododecane compound by catalytic Reaction of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene with hydrogen in the presence of a platinum group metal-containing catalyst.

Beispielsweise offenbart das sowjetische (SU-)Patent Nr. 380 650 ein Verfahren zur Synthese einer Epoxycyclododecan-Verbindung durch Reduzieren von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien mit Wasserstoff in einem Cyclohexan-Medium in Gegenwart einer katalytischen Komponente, welche ein Platingruppenmetall (ein Metall der Gruppe VIII des Periodensystems) auf einem aus Aluminiumoxid oder Aktivkohle bestehenden Träger umfasst, bei einer Reaktionstemperatur von 70 bis 200 °C unter einem Wasserstoffgasdruck von 101 325 bis 263 445 kPa (100 bis 260 atm). Bei diesem Verfahren ist jedoch die Ausbeute der Ziel-Epoxycyclododecan-Verbindung mit 82 bis 95 % unbefriedigend. Ferner ist dieses Verfahren nachteilig insofern, als die notwendige Katalysatormenge, basierend auf der Menge an 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien, die dem Reaktionsprozess zugeführt wird, zu hoch ist.For example Soviet (SU) Patent No. 380,650 discloses a method for the synthesis of an epoxycyclododecane compound by reduction of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene with hydrogen in a cyclohexane medium in the presence of a catalytic component containing a platinum group metal (a metal of Group VIII of the Periodic Table) on an alumina or activated carbon existing carrier comprises, at a reaction temperature of 70 to 200 ° C under a Hydrogen gas pressure of 101 325 to 263 445 kPa (100 to 260 atm). However, in this method, the yield of the target epoxycyclododecane compound is with 82 to 95% unsatisfactory. Furthermore, this method is disadvantageous inasmuch as the necessary amount of catalyst based on the Amount of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene involved in the reaction process supplied is, is too high.

Ferner offenbart die Schrift "Russian Journal of General Chemistry", Vol. 67, No. 6 (1997), pp. 921-926, ein Resultat einer Reaktion von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators umfassend eine katalytische Komponente, welche ein Platingruppenmetall (z.B. Palladium oder Platin) auf einer Aktivkohle, Aluminiumoxid oder Silicagel umfassenden Trägerkomponente umfasst. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wurde die Reaktion in Gegenwart eines Katalysators, umfassend Palladium auf einem Aktivkohle, Aluminiumoxid oder Silicagel umfassenden Träger, bei einer Reaktionstemperatur von 30 bis 90 °C unter einem Wasserstoffgasdruck von 0,1 bis 4,0 MPa durchgeführt, und die Ziel-Epoxycyclododecan-Verbindung wurde in einer Ausbeute von 80 bis 99 % erhalten. Bei einer anderen Ausführungsform wurde die Reaktion in Gegenwart eines Katalysators umfassend Platin auf einem Silicagel-Träger bei einer Reaktionstemperatur von 50 °C unter einem Wasserstoffgasdruck von 1,3 bis 2,5 MPa durchgeführt, und die Ziel-Epoxycyclododecan-Verbindung wurde in einer Ausbeute von 84 % erhalten. Dieser Bericht enthält jedoch nichts über die Lebensdauer des Katalysators.Further reveals the writing "Russian Journal of General Chemistry ", Vol. 67, no. 6 (1997), pp. 921-926, a result of a reaction of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene with hydrogen in the presence of a catalyst comprising a catalytic Component comprising a platinum group metal (e.g., palladium or platinum) on a charcoal, alumina or silica gel comprising carrier component includes. In one embodiment of the process, the reaction was carried out in the presence of a catalyst, comprising palladium on an activated carbon, alumina or silica gel comprehensive carrier, at a reaction temperature of 30 to 90 ° C under a hydrogen gas pressure from 0.1 to 4.0 MPa, and the target epoxycyclododecane compound was in a yield from 80 to 99% received. In another embodiment, the reaction became in the presence of a catalyst comprising platinum on a silica gel support a reaction temperature of 50 ° C. under a hydrogen gas pressure of 1.3 to 2.5 MPa, and the target epoxycyclododecane compound was in a yield of 84% received. However, this report contains nothing about the Life of the catalyst.

Die GB-A-1230288 offenbart die Hydrierung von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien durch Zugabe von 1 g von 5 % Pt auf C zu 50 g der Epoxy-Verbindung. Das Effluens enthielt 98 % Epoxycyclododecan.The GB-A-1230288 discloses the hydrogenation of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene by adding 1 g of 5% Pt on C to 50 g of the epoxy compound. The effluent contained 98% epoxycyclododecane.

Generell ist es bei der industriellen Verwendung eines Katalysators, der ein Platingruppenmetall – bei dem es sich um ein teures Edelmetall handelt – enthält, notwendig, dass der resultierende Katalysator das Zielprodukt in hoher Ausbeute herzustellen erlaubt; dass die katalytische Reaktion bei einer hohen Reaktionsrate durchgeführt werden kann und dass der resultierende Katalysator eine lange Lebensdauer aufweist.As a general rule it is in the industrial use of a catalyst, the a platinum group metal - in which it is an expensive precious metal - contains, necessary that the resulting Catalyst allows to produce the target product in high yield; that the catalytic reaction be carried out at a high reaction rate can and that the resulting catalyst has a long life having.

Die Literatur und die Patentveröffentlichungen zum Stand der Technik enthalten jedoch keine Lehre oder Vorschläge dazu, wie dem Katalysator eine lange Lebensdauer zu verleihen ist.The Literature and the patent publications However, the prior art does not teach or suggest how to lend the catalyst a long life.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches die industrielle Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung in hoher Ausbeute bei einer hohen Reaktionsrate durch eine Reaktion von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators, der eine lange Lebensdauer aufweist, ermöglicht.A Object of the present invention is to provide a Process involving the industrial production of an epoxycyclododecane compound in high yield at a high reaction rate by a reaction of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene with hydrogen in the presence of a Catalyst, which has a long life, allows.

Die oben genannte Aufgabe kann durch das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung gelöst werden.The The above object can by the method according to present Invention solved become.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung umfasst die Hydrierung von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien mit einem Wasserstoffgas in der Gegenwart eines Platingruppenmetall-haltigen Katalysators, wobei das Wasserstoffgas einen Druck von 0,8 bis 9 MPa aufweist und wobei der Platingruppenmetall-haltige Katalysator eine Platin enthaltende katalytische Komponente auf einer inerten Trägerkomponente umfasst, welch letztere aus Aktivkohle besteht, wobei die Platin enthaltene katalytische Komponente in einer Menge, bezogen auf den Platingehalt, verwendet wird, die das 0,000001- bis 0,0005-fache der molaren Menge des 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadiens beträgt.The Process according to the present invention Invention for producing an epoxycyclododecane compound the hydrogenation of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene with a hydrogen gas in the presence of a platinum group metal-containing catalyst, wherein the hydrogen gas has a pressure of 0.8 to 9 MPa and wherein the platinum group metal-containing catalyst comprises a platinum-containing catalytic component on an inert carrier component, which the latter consists of activated carbon, wherein the platinum contained catalytic Component in an amount based on the platinum content used which is 0.000001 to 0.0005 times the molar amount of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene is.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung liegt der Wasserstoffgasdruck für die Hydrierung im Bereich von 3 bis 7 MPa.at the method according to present Invention for the preparation of an epoxycyclododecane compound the hydrogen gas pressure for the hydrogenation in the range of 3 to 7 MPa.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung wird die Hydrierung unter einem Wasserstoffgasdruck von 0,8 bis 9 MPa bei einer Temperatur oberhalb von 50 °C durchgeführt.at the method according to present Invention for producing an epoxycyclododecane compound the hydrogenation under a hydrogen gas pressure of 0.8 to 9 MPa carried out at a temperature above 50 ° C.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung liegt die Platin-haltige katalytische Komponente in einer Menge, bezogen auf den Platingehalt, von 0,1 bis 10 Gew.% vor, basierend auf dem Gewicht der inerten Trägerkomponente.at the method according to present Invention for the preparation of an epoxycyclododecane compound the platinum-containing catalytic component in an amount based to the platinum content, from 0.1 to 10 wt% before, based on the Weight of the inert carrier component.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS

Das 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien, welches als Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Verwendung kommen kann, lässt sich zum Beispiel durch Epoxidieren eines Cyclododecatriens mit einer organischen Carbonsäure und Wasserstoffperoxid herstellen. Bei dem resultierenden 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien können die Epoxy-Gruppe und die Doppelbindung in cis-Form, trans-Form oder einer beliebigen anderen Form vorliegen.The 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene, which is used as starting material for the process according to the present Invention can be used, can be, for example, by Epoxidizing a cyclododecatriene with an organic carboxylic acid and Produce hydrogen peroxide. In the resulting 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene can the epoxy group and the double bond in cis form, trans form or in any other form.

Für das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung kann ein handelsübliches 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien ohne Reinigung durch Destillation etc. oder nach Reinigung durch Destillation etc. verwendet werden. Wenn die Verbindung ein synthetisches Produkt ist, wird die Verbindung vorzugsweise nach Reinigung durch Destillation etc. verwendet.For the procedure according to the present Invention may be a commercial one 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene without purification by distillation etc. or after purification by distillation etc. If the compound is a synthetic product, the compound becomes preferably after purification by distillation, etc. used.

Der platinhaltige Katalysator, welcher für die vorliegende Erfindung Verwendung finden kann, ist vorzugsweise ausgewählt aus festen Katalysatoren, bevorzugt partikelförmigen festen Katalysatoren, mehr bevorzugt partikelförmigen festen Katalysatoren mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehreren μm bis mehrere Hundert μm, insbesondere 10 bis 300 μm, umfassend eine katalytische Komponente, welche eine platinhaltige Verbindung umfasst und auf einem inerten Träger getragen ist.Of the platinum-containing catalyst which is suitable for the present invention Can be used, is preferably selected from solid catalysts, preferably particulate solid catalysts, more preferably particulate solid catalysts having an average particle size of several μm to several One hundred microns, in particular 10 to 300 μm, comprising a catalytic component comprising a platinum-containing Compound and carried on an inert support.

Der inerte Träger für den Katalysator ist aus Aktivkohle gebildet.Of the inert carrier for the Catalyst is formed from activated carbon.

Die platinhaltige katalytische Komponente liegt vorzugsweise in einer Menge, bezogen auf den Platingehalt, von 0,1 bis 10 Gew.%, mehr bevorzugt 0,2 bis 8 Gew.%, basierend auf dem Gewicht der inerten Trägerkomponente vor. Bei dem Katalysator kann die platinhaltige katalytische Komponente auf der Oberfläche und/oder im Inneren der inerten Trägerkomponente getragen sein.The platinum-containing catalytic component is preferably in one Amount, based on the platinum content, of 0.1 to 10 wt.%, More preferably 0.2 to 8% by weight, based on the weight of the inert support component in front. In the case of the catalyst, the platinum-containing catalytic component on the surface and / or inside the inert carrier component be worn.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung weist der spezifische platinhaltige Katalysator eine lange Lebensdauer auf.at the method according to present Invention, the specific platinum-containing catalyst has a long Life on.

Bei der Hydrierungsreaktion nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird der platinhaltige Katalysator in einer molaren Menge, bezogen auf den Platingehalt, verwendet, die das 0,000005- bis 0,0004-fache der molaren Menge des als Ausgangsmaterial verwendeten 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadiens beträgt. Wenn die Katalysatormenge zu klein ist, kann die zur Vollendung der Reaktion benötigte Zeit zu lang werden. Weiter kann die Verwendung des Katalysators in zu großer Menge die Ausbeute des Zielproduktes vermindern.In the hydrogenation reaction according to the process of the present invention, the platinum-containing catalyst is used in a molar amount, based on the platinum content, which is 0.000005 to 0.0004 times the molar amount of the 1,2-epoxy starting material used. 5,9-cyclododecadiene is. If the amount of catalyst is too small, the time required to complete the reaction may become too long. Further, the use of the catalyst in excessive amount may decrease the yield of the target product.

Bei der katalytischen Reaktion nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist ein Reaktionsmedium nicht immer nötig. Wenn das Reaktionsmedium verwendet wird, werden z.B. Kohlenwasserstoffe wie n-Hexan, n-Heptan, n-Tetradecan und Cyclohexan; Ether wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Alkohole wie Methylalkohol, Ethylalkohol, tert-Butylalkohol und tert-Amylalkohol; und Ester wie Ethylacetat und Butylacetat verwendet. Diese organischen Verbindungen für das Reaktionsmedium können für sich allein oder als Mischung von zwei oder mehr dieser Verbindungen verwendet werden. Das Reaktionsmedium wird bevorzugt in einer Menge verwendet, die das 0- bis 20-fache, mehr bevorzugt das 0- bis 10-fache des Gewichts des für die Reaktion verwendeten 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadiens beträgt.at the catalytic reaction according to the method according to present Invention, a reaction medium is not always necessary. When the reaction medium is used are e.g. Hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-tetradecane and cyclohexane; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, tert-butyl alcohol and tert-amyl alcohol; and esters such as ethyl acetate and butyl acetate. These organic compounds for the reaction medium can for themselves alone or as a mixture of two or more of these compounds be used. The reaction medium is preferably in an amount which is 0 to 20 times, more preferably 0 to 10 times the weight of the the reaction used is 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird die Hydrierung für die Doppelbindungen von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien in Gegenwart des platinhaltigen Katalysators unter einem Wasserstoffgasdruck von 0,8 bis 9 MPa, bevorzugt 1 bis 8 MPa, mehr bevorzugt 3 bis 7 MPa durchgeführt. Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung unterliegt die Reaktionstemperatur keinen besonderen Beschränkungen. Vorzugsweise wird die Reaktionstemperatur auf ein Niveau eingestellt, welches bevorzugt oberhalb 50 °C liegt, mehr bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 200 °C, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 150 °C.at the method according to present Invention, the hydrogenation for the double bonds of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene in the presence of the platinum-containing catalyst under a hydrogen gas pressure from 0.8 to 9 MPa, preferably from 1 to 8 MPa, more preferably from 3 to 7 MPa performed. In the method according to the present In the invention, the reaction temperature is not particularly limited. Preferably, the reaction temperature is adjusted to a level which is preferably above 50 ° C more preferably in a range of 70 to 200 ° C, even more preferably in a range of 70 to 150 ° C.

Wenn der Reaktionswasserstoffgasdruck und die Reaktionstemperatur zu niedrig sind, kann es unerwünschterweise lange Zeit dauern, bis die Reaktion vollendet ist, und die Ausbeute eines aus Cyclododecanol bestehenden Nebenproduktes kann erhöht sein, während die Ausbeute der Zielverbindung vermindert sein kann. Weiter: wenn der Reaktionswasserstoffgasdruck und die Reaktionstemperatur zu hoch sind, kann eine unerwünschte Reduzierung der Zielverbindung begünstigt und damit die Ausbeute der Zielverbindung vermindert werden.If the reaction hydrogen gas pressure and the reaction temperature too are low, it can be undesirable take a long time for the reaction to complete and the yield a by-product consisting of cyclododecanol may be increased while the yield of the target compound can be reduced. Next: if the reaction hydrogen gas pressure and the reaction temperature too are high, can be an undesirable Reduction of the target compound favors and thus the yield the target compound can be reduced.

Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird nach Vollendung des Hydrierungsreaktionsprozesses der Katalysator von der resultierenden Reaktionsmischung abgetrennt und wiedergewonnen, und das Ziel-Epoxycyclododecan wird aus der verbleibenden Reaktionsmischung durch ein Reinigungsverfahren, z.B. ein destillatives Verfahren, isoliert. Es wird ein Epoxycyclododecan von hoher Reinheit erhalten. In dem Falle, dass das resultierende Epoxycyclododecan weiter in Cyclododecanon oder in eine Dodecandisäure umgesetzt wird, kann nach Entfernung des Katalysators aus der Reaktionsmischung die verbleibende Reaktionsmischung einer Isomerisierungsreaktion des Epoxycyclododecans oder einer Oxidationsreaktion des Epoxycyclododecans, welches in der verbleibenden Reaktionsmischung enthalten ist, unterworfen werden.at the method according to present Invention becomes after completion of the hydrogenation reaction process the catalyst is separated from the resulting reaction mixture and recovered, and the target epoxycyclododecane is released from the remaining reaction mixture by a purification process, e.g. one distillative process, isolated. It becomes an epoxycyclododecane obtained of high purity. In the case that the resulting Epoxycyclododecane is further converted into cyclododecanone or a dodecanedioic acid, may after removal of the catalyst from the reaction mixture the remaining reaction mixture of an isomerization reaction of epoxycyclododecane or an oxidation reaction of epoxycyclododecane, which is contained in the remaining reaction mixture subjected become.

BEISPIELEEXAMPLES

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.The The present invention will be further illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1

Ein SUS-Edelstahlautoklav mit einer Kapazität von 100 ml, der mit einem Rührer ausgestattet war, wurde mit 20 g (0,112 mol) 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien und 0,08 g platinhaltiger Katalysatorpartikel, umfassend 5 Gew.% einer platinhaltigen katalytischen Komponente auf einem Aktivkohleträger (Platinatommenge: 0,0102 mmol, Wassergehalt: 50 Gew.%, spezifische Oberfläche nach BET: 1200 m2/g, ein Produkt der Firma N. E. CHEMCAT), beschickt.An SUS stainless steel autoclave with a capacity of 100 ml equipped with a stirrer was charged with 20 g (0.112 mol) of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene and 0.08 g of platinum-containing catalyst particles comprising 5% by weight. a platinum-containing catalytic component on an activated carbon support (Platinatommenge: 0.0102 mmol, water content: 50 wt.%, BET specific surface area: 1200 m 2 / g, a product of the company NE CHEMCAT), charged.

Das Innere des Autoklaven wurde mit einem Wasserstoffgas auf einen Druck von 5 MPa bei Raumtemperatur druckbeaufschlagt. Sodann wurde die Reaktionsmischung auf eine Temperatur von 70 °C erhitzt und bei der oben erwähnten Temperatur unter dem oben erwähnten Druck gerührt, bis keine Wasserstoffaufnahme der Reaktionsmischung mehr feststellbar war. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gekühlt, der Katalysator wurde aus der Reaktionsmischung durch Filtration entfernt und die verbleibende Reaktionsmischung wurde einer gaschromatographischen Analyse unterworfen.The Inside of the autoclave was pressurized with a hydrogen gas of 5 MPa pressurized at room temperature. Then the Reaction mixture heated to a temperature of 70 ° C and at the temperature mentioned above under the above mentioned Pressure stirred, until no hydrogen uptake of the reaction mixture more detectable was. After completion of the reaction, the reaction mixture became Room temperature cooled, the catalyst was removed from the reaction mixture by filtration removed and the remaining reaction mixture was subjected to gas chromatography Subjected to analysis.

Die Ergebnisse der Analyse bestätigten, dass das Ausgangs-1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien vollständig verbraucht war, dass das Ziel Epoxycyclododecan (welches im Folgenden mit ECD bezeichnet wird) in 99,6 mol%iger Ausbeute erzeugt wurde und dass als Nebenprodukte Cyclododecanon (im Folgenden mit CDON bezeichnet) in einer Ausbeute von 0,04 mol%, Cyclododecanol (im Folgenden mit CDOL bezeichnet) in einer Ausbeute von 0,2 mol% und Cyclododecan (im Folgenden mit CDAN bezeichnet) in einer Ausbeute von 0,04 mol% erhalten wurden.The results of the analysis confirmed that the starting 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene was completely consumed, that the target epoxycyclododecane (hereinafter referred to as ECD) was produced in 99.6 mol% yield and that as by-products cyclododecanone (hereinafter referred to as CDON) in a yield of 0.04 mol%, cyclododecanol (hereinafter referred to as CDOL) in a yield of 0.2 mol% and cyclododecane (hereinafter referred to as CDAN) in a yield of 0.04 mol% were obtained.

Beispiele 2 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 6

In jedem der Beispiele 2 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurde das Epoxycyclododecan nach der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen, dass die Art des Katalysators, die Menge des Katalysators, die Reaktionstemperatur, der Wasserstoffgasdruck und die Reaktionszeit gemäß Tabelle 1 eingestellt wurden. Die Analyse wurde auf die gleiche Weise durchgeführt wie in Beispiel 1.In each of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 6 was the Epoxycyclododecan after the same procedure as prepared in Example 1, except that the type of catalyst, the amount of catalyst, the reaction temperature, the hydrogen gas pressure and the reaction time according to the table 1 were set. The analysis was carried out in the same way as in Example 1.

Die Resultate zeigt Tabelle 1.The Results are shown in Table 1.

Figure 00080001
Figure 00080001

Beispiel 5Example 5

Ein SUS-Edelstahlautoklav mit einer Kapazität von 1000 ml, der mit einem Rührer und einem austrittsseitig angeordneten Filter für eine Flüssigfraktion ausgestattet war, wurde mit 500 g (2,8 mol) 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien und Katalysatorpartikeln, umfassend 5 Gew.% einer platinhaltigen katalytischen Komponente auf Aktivkohleträgerpartikeln (Platinatommenge: 0,128 mmol, Wassergehalt: 50 Gew.%, ein Produkt der Firma N. E. CHEMCAT), beschickt. Das Innere des Autoklaven wurde mit einem Wasserstoffgas auf einen Druck von 5 MPa druckbeaufschlagt. Sodann wurde die Reaktionsmischung in dem Autoklaven auf eine Temperatur von 130 °C erhitzt und bei der oben erwähnten Temperatur unter dem oben erwähnten Druck für 2 Stunden gerührt.One SUS stainless steel autoclave with a capacity of 1000 ml, which with a stirrer and a filter disposed on the exit side for a liquid fraction, was charged with 500 g (2.8 mol) of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene and catalyst particles, comprising 5% by weight of a platinum-containing catalytic component on activated carbon carrier particles (Platinate amount: 0.128 mmol, water content: 50% by weight, a product of Company N. E. CHEMCAT). The interior of the autoclave was pressurized with a hydrogen gas to a pressure of 5 MPa. The reaction mixture in the autoclave was then heated to a temperature of 130 ° C heated and at the above mentioned Temperature below the above Pressure for Stirred for 2 hours.

Nach Beendigung der Reaktion wurde die resultierende Reaktionsflüssigfraktion durch das Filter aus dem Autoklaven abgezogen und der gleichen Analyse wie in Beispiel 1 unterzogen.To Termination of the reaction became the resulting reaction liquid fraction withdrawn through the filter from the autoclave and the same analysis as in Example 1 subjected.

Im Ergebnis wurde bestätigt, dass das Ausgangs-1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien vollständig verbraucht war, dass die Ausbeute von ECD 99,2 mol% betrug und dass als Nebenprodukte CDON in einer Ausbeute von 0,06 mol%, CDOL in einer Ausbeute von 0,70 mol% und CDAN in einer Ausbeute von 0,04 mol% erhalten wurden.in the Result was confirmed that the starting 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene is completely consumed was that the yield of ECD was 99.2 mol% and that as by-products CDON in a yield of 0.06 mol%, CDOL in a yield of 0.70 mol% and CDAN were obtained in a yield of 0.04 mol%.

Sodann wurde der Autoklav, in dem der gefilterte Katalysator zurückgeblieben war, mit 500 g (2,8 mol) frischem 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien beschickt, die Reaktionsmischung wurde einem Reaktionsvorgang bei einer Temperatur von 130 °C unter einem Wasserstoffgasdruck von 5 MPa für 2 Stunden unterworfen. Nach Beendigung des Reaktionsvorgangs wurde die resultierende Reaktionsflüssigfraktion durch das Filter aus dem Autoklaven abgezogen und der gleichen Analyse wie in Beispiel 1 unterzogen. Die obenerwähnten Vorgänge wurden 15-mal wiederholt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Im fünfzehnten Reaktionsvorgang war das Ausgangs-1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien vollständig verbraucht, und in der abgezogenen Reaktionsflüssigfraktion wurde kein Zwischenprodukt, namentlich Epoxycyclododecen (welches im Folgenden mit ECD' bezeichnet wird), gefunden.thereupon became the autoclave in which the filtered catalyst remained with 500 g (2.8 mol) of fresh 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene charged, the reaction mixture was a reaction process at a temperature of 130 ° C under a hydrogen gas pressure of 5 MPa for 2 hours. After completion the reaction process became the resulting reaction liquid fraction withdrawn through the filter from the autoclave and the same analysis as in Example 1 subjected. The above-mentioned operations were repeated 15 times. The test results are shown in Table 2. In the fifteenth Reaction process, the starting 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene was completely consumed, and in the withdrawn reaction liquid fraction was no intermediate product, namely epoxycyclododecene (which will be referred to below as ECD '), found.

Die Resultate sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Tabelle 2

Figure 00100001
The results are shown in Table 2. Table 2
Figure 00100001

[Anmerkung][Annotation]

  • Reaktionsbedingungen: ECD" (1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien): 500 g,Reaction conditions: ECD "(1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene): 500 G,
  • Katalysator: 5 Gew.% Pt/Aktivkohle (AC) 1,0 gCatalyst: 5 wt.% Pt / activated carbon (AC) 1.0 g
  • Temperatur: 130 °CTemperature: 130 ° C
  • Druck: 5 MPaPressure: 5 MPa
  • Zeit: 120 min.Time: 120 min.

Vergleichsbeispiel 7Comparative Example 7

Es wurden die gleichen wiederholten Reaktionsvorgänge durchgeführt wie in Beispiel 5, ausgenommen, dass der 1000 ml-Autoklav ersetzt wurde durch einen SUS-Edelstahlautoklav mit einer Kapazität von 100 ml, der mit einem Rührer und einem Filter ausgestattet war; dass ein Katalysator umfassend eine Katalysatorkomponente in einer Menge von 0,5 Gew.%, bezogen auf die Platinatome, auf Aluminiumoxid-Trägerpartikeln in einer Menge von 0,2 g verwendet wurde; dass 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien in einer Menge von 20 % verwendet wurde; dass die Reaktionstemperatur in 140 °C geändert wurde und dass die Wiederholzahl der Reaktion 10 betrug.The same repeated reactions were carried out as in Example 5, except that the 1000 ml autoclave was replaced with a 100 ml capacity SUS stainless steel autoclave equipped with a stirrer and a filter; that a catalyst comprising a catalyst component in an amount of 0.5% by weight, based on the platinum atoms, on alumina carrier particles in an amount of 0.2 g was used; that 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene was used in an amount of 20%; that the reaction temperature was changed to 140 ° C and that the repetition number of the Reaction was 10.

Die Resultate sind in Tabelle 3 wiedergegeben.The Results are shown in Table 3.

Tabelle 3

Figure 00110001
Table 3
Figure 00110001

[Anmerkung][Annotation]

  • ECD": 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadienECD ": 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene
  • Reaktionsbedingungen: ECD": 20 g, 0,5 Gew.% Pt/Aluminiumoxid-Katalysator: 0,2 g,Reaction conditions: ECD ": 20 g, 0.5% by weight Pt / alumina catalyst: 0.2 g,
  • Temperatur: 140 °C,Temperature: 140 ° C,
  • Druck: 5 MPa,Pressure: 5 MPa,
  • Zeit: 120 min.Time: 120 min.

Vergleichsbeispiel 8Comparative Example 8

Es wurden die gleichen Reaktionsvorgänge und Analysen durchgeführt wie in Beispiel 5, ausgenommen, dass der Katalysator 5 Gew.% einer Pd-haltigen katalytischen Komponente auf Aktivkohlepartikeln umfasste; dass die Reaktionstemperatur 50 °C betrug und dass die Reaktionszeit 4 Stunden betrug. Die Resultate sind in Tabelle 4 wiedergegeben.It the same reactions and analyzes were carried out as in Example 5, except that the catalyst contains 5% by weight of a Pd-containing one catalytic component on activated carbon particles included; that the reaction temperature is 50 ° C was and that the reaction time was 4 hours. The results are in Table 4.

Im fünften Reaktionsvorgang verblieb eine große Menge (36,2 mol%) an unreagiertem ECD".in the fifth Reaction process left a large amount (36.2 mol%) of unreacted ECD ".

Tabelle 4

Figure 00110002
Table 4
Figure 00110002

[Anmerkung][Annotation]

  • AC ... AktivkohleAC ... activated carbon
  • ECD": 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadienECD ": 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene
  • Reaktionsbedingungen: ECD": 500 g,Reaction conditions: ECD ": 500 g,
  • Katalysator: 5 Gew.% Pd/AC: 0,5 g,Catalyst: 5% by weight Pd / AC: 0.5 g,
  • Temperatur: 50 °C,Temperature: 50 ° C,
  • Druck: 5 MPa,Pressure: 5 MPa,
  • Zeit: 240 min.Time: 240 min.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung erlaubt die Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung durch eine katalytische Hydrierungsreaktion von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien bei einer hohen Reaktionsrate in einer hohen Ausbeute. Der spezifische platinhaltige Katalysator für das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung weist eine lange Lebensdauer im praktischen Gebrauch auf, und somit zeigt das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung eine hohe industrielle Verwendbarkeit.The Process according to the present invention Invention allows the preparation of an epoxycyclododecane compound by a catalytic hydrogenation reaction of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene at a high reaction rate in a high yield. The specific one platinum catalyst for the method according to the present Invention has a long life in practical use, and thus the method of the present invention shows a high industrial availability.

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung, umfassend die Hydrierung von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien mit einem Wasserstoffgas in der Gegenwart eines Platingruppenmetall-haltigen Katalysators, wobei das Wasserstoffgas einen Druck von 0,8 bis 9 MPa aufweist, und worin der Platingruppenmetall haltige Katalysator eine Platin enthaltende katalytische Komponente auf einer inerten Trägerkomponente umfasst, welch letztere aus aktiviertem Kohlenstoff besteht, wobei die Platin enthaltene katalytische Komponente in einer Menge, bezogen auf den Platingehalt, verwendet wird, die das 0,000005 bis 0,0004-fache der molaren Menge des 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadiens beträgt.Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound, comprising the hydrogenation of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene with a Hydrogen gas in the presence of a platinum group metal-containing Catalyst, wherein the hydrogen gas has a pressure of 0.8 to 9 MPa, and wherein the platinum group metal-containing catalyst a platinum-containing catalytic component on an inert support component which latter consists of activated carbon, wherein the platinum contained catalytic component in an amount related On the platinum content, the 0.000005 to 0.0004-fold is used the molar amount of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene. Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung nach Anspruch 1, worin der Wasserstoffgasdruck für die Hydrierung im Bereich von 3 bis 7 MPa liegt.Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound according to claim 1, wherein the hydrogen gas pressure for the hydrogenation in the range from 3 to 7 MPa. Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung nach Anspruch 1, worin die Hydrierung durchgeführt wird unter einem Wasserstoffgasdruck von 0,8 bis 9 MPa bei einer Temperatur oberhalb von 50°C.Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound according to claim 1, wherein the hydrogenation is carried out under a hydrogen gas pressure from 0.8 to 9 MPa at a temperature above 50 ° C. Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Platin-haltige katalytische Komponente in einer Menge, bezogen auf den Platingehalt, von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorhanden ist, basierend auf dem Gewicht der inerten Trägerkomponente.Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound according to one of the claims 1 to 3, wherein the platinum-containing catalytic component in a Amount, based on the platinum content, from 0.1 to 10 wt .-%, present is based on the weight of the inert carrier component. Verfahren zur Herstellung einer Epoxycyclododecan-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Hydrierungsreaktion von 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadien durchgeführt wird in Abwesenheit eines Reaktionsmediums.Process for the preparation of an epoxycyclododecane compound according to one of the claims 1 to 4, wherein the hydrogenation reaction of 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene is carried out in the absence of a reaction medium.
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